W szeregowym obwodzie z rezystorem i kondensatorem prąd jest taki sam w obu elementach, a napięcie zasilające jest sumą wektorową spadków napięć na R i na C. Opis wygodnie prowadzi się przez impedancję:
Z = R − jXc, gdzie Xc = 1/(2πfC) jest reaktancją pojemnościową. Część urojona jest ujemna, co oznacza charakter pojemnościowy układu.
Przesunięcie fazowe między prądem a napięciem całego obwodu wynika z argumentu impedancji: φ = −arctan(Xc/R). Z tego wprost widać dwie kluczowe rzeczy:
- Znak jest ujemny – prąd wyprzedza napięcie, co jest typowe dla obwodów pojemnościowych.
- Wartość zależy od R, C i f, bo zależy od stosunku Xc/R, a Xc zależy od częstotliwości i pojemności.
Dlatego poprawne jest stwierdzenie, że przesunięcie fazowe jest ujemne i zależne od parametrów. Pozostałe propozycje są błędne:
- "…wynosi -90 stopni." – dokładnie −90° dotyczy czystej pojemności (idealnie bez rezystancji). Dla R>0 mamy zawsze |φ|<90°.
- "…wynosi 0 stopni." – 0° odpowiada obwodowi czysto rezystancyjnemu; w RC kąt może zbliżać się do 0°, gdy dominuje R, ale nie jest z definicji równy 0°.
- "…wynosi +90 stopni." – dodatni kąt jest charakterystyczny dla obwodów indukcyjnych (R-L), a nie pojemnościowych.
- "…jest równy częstotliwości f." – miesza wielkości fizyczne: przesunięcie fazowe jest kątem (stopnie/radiany), a częstotliwość ma jednostkę Hz.
Wskazówka egzaminacyjna: gdy w odpowiedziach pojawia się ±90°, sprawdź, czy układ jest "czysty" (tylko L albo tylko C). Jeśli w zadaniu występuje R w szeregu, kąt fazowy zwykle jest "pomiędzy" 0° a ±90° i zależy od parametrów.
